Elektrolītiskās un galvaniskās šūnas
Elektrolītiskās un galvaniskās šūnas ir divu veidu elektroķīmiskās šūnas. Gan elektrolītiskajās, gan galvaniskajās šūnās notiek oksidēšanās-reducēšanās reakcijas. Šūnā ir divi elektrodi, kurus sauc par anodu un katodu. Oksidēšanās reakcija notiek uz anoda, un reducēšanās reakcija notiek uz katoda. Elektrodi tiek iegremdēti atsevišķos elektrolītu šķīdumos. Parasti šie šķīdumi ir jonu šķīdumi, kas saistīti ar elektroda tipu. Piemēram, vara elektrodi tiek iegremdēti vara sulfāta šķīdumos, bet sudraba elektrodi - sudraba hlorīda šķīdumā. Šie risinājumi ir atšķirīgi; līdz ar to tie ir jānošķir. Visizplatītākais veids, kā tos atdalīt, ir sāls tilts.
Kas ir elektrolītiskā šūna?
Šī ir šūna, kas izmanto elektrisko strāvu ķīmisko savienojumu sadalīšanai vai, citiem vārdiem sakot, elektrolīzes veikšanai. Tātad elektrolītiskajām šūnām darbībai nepieciešams ārējs elektroenerģijas avots. Piemēram, ja par diviem elektrodiem šūnā uzskatām varu un sudrabu, sudrabs ir savienots ar ārējā enerģijas avota (akumulatora) pozitīvo spaili. Varš ir savienots ar negatīvo spaili. Tā kā negatīvajā spailē ir daudz elektronu, elektroni plūst no spailes uz vara elektrodu. Tātad varš ir samazināts. Pie sudraba elektroda notiek oksidēšanās reakcija, un atbrīvotie elektroni tiek ievadīti akumulatora pozitīvajā spailē ar elektronu deficītu. Tālāk seko vispārējā reakcija, kas notiek elektrolītiskajā šūnā, kurā ir vara un sudraba elektrodi.
2Ag (s) + Cu 2+ (aq) ⇌ 2 Ag + (aq) + Cu (s)
Kas ir Galvanic cell?
Galvaniskās vai volta šūnas uzglabā elektrisko enerģiju. Baterijas ir izgatavotas no galvanisko elementu sērijām, lai iegūtu lielāku spriegumu. Reakcijas pie diviem elektrodiem Galvanic šūnās mēdz noritēt spontāni. Kad notiek reakcijas, caur ārēju vadītāju no anoda uz katodu notiek elektronu plūsma. Piemēram, ja abi elektrodi ir sudraba un vara galvaniskajā šūnā, sudraba elektrods ir pozitīvs attiecībā pret vara elektrodu. Vara elektrods ir anods, un tas iziet oksidēšanās reakciju un atbrīvo elektronus. Šie elektroni iet uz sudraba katodu caur ārējo ķēdi. Tādējādi sudraba katodā notiek reducēšanās reakcija. Starp diviem elektrodiem, kas nodrošina elektrona plūsmu, tiek radīta potenciāla starpība. Tālāk seko iepriekšminētās Galvanic šūnas spontāna šūnu reakcija.
2 Ag + (aq) + Cu (s) ⇌ 2Ag (s) + Cu 2+ (aq)
Kāda ir atšķirība starp elektrolītisko elementu un galvanisko elementu?
• Elektrolītiskajām šūnām darbībai nepieciešams ārējs elektroenerģijas avots, bet Galvāna šūnas darbojas spontāni un izdala elektrisko strāvu.
• Elektrolītiskajā šūnā strāvas virziens ir pretējs galvanisko elementu virzienam.
• Reakcijas elektrodos tiek mainītas abu veidu šūnās. Tas ir elektrolītiskajā šūnā sudraba elektrods ir anods, un vara elektrods ir katods. Tomēr galvaniskajās šūnās vara elektrods ir anods, bet sudraba elektrods - katods.
• Elektroķīmiskajā šūnā katods ir pozitīvs un anods ir negatīvs. Elektrolītiskajā šūnā katods ir negatīvs, un anods ir pozitīvs.
• Elektrolītisko šūnu darbībai nepieciešams lielāks spriegums nekā Galvanic šūnām.
